一种改性聚四氟乙烯模压管材及其制备方法

文档序号:16371 发布日期:2021-09-21 浏览:31次 >En<

阅读说明:本技术 一种改性聚四氟乙烯模压管材及其制备方法 (Modified polytetrafluoroethylene die pressing pipe and preparation method thereof ) 是由 沈军 邱海山 于 2021-07-01 设计创作,主要内容包括:本申请涉及一种改性聚四氟乙烯模压管材及其制备方法。一种改性聚四氟乙烯模压管材,包括如下重量份数的组分:纤维填料15-30份;增韧剂10-15份;抗氧剂0.5-1.5份;改性聚四氟乙烯150-200份;所述改性聚四氟乙烯的制备步骤如下:a、预处理:将聚四氟乙烯与电极接通,通入氢气和氮气,并加压处理,制得氨基化聚四氟乙烯;b、改性处理:将氨基化聚四氟乙烯与混合树脂和改性填料加热混合后,超声清洗,制得改性聚四氟乙烯;所述混合树脂由丙烯酸树脂、聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂和醇酸树脂组成。本申请的改性聚四氟乙烯模压管材具有不易形变、拉伸强度与力学性能优异的特点。(The application relates to a modified polytetrafluoroethylene die pressing pipe and a preparation method thereof. A modified polytetrafluoroethylene die pressing pipe comprises the following components in parts by weight: 15-30 parts of fiber filler; 10-15 parts of a toughening agent; 0.5-1.5 parts of antioxidant; 150-200 parts of modified polytetrafluoroethylene; the preparation steps of the modified polytetrafluoroethylene are as follows: a. pretreatment: communicating polytetrafluoroethylene with an electrode, introducing hydrogen and nitrogen, and pressurizing to obtain aminated polytetrafluoroethylene; b. modification treatment: heating and mixing aminated polytetrafluoroethylene with mixed resin and modified filler, and then ultrasonically cleaning to prepare modified polytetrafluoroethylene; the mixed resin consists of acrylic resin, polyamide polyamine epichlorohydrin resin and alkyd resin. The modified polytetrafluoroethylene die pressing pipe has the characteristics of difficult deformation, and excellent tensile strength and mechanical property.)

一种改性聚四氟乙烯模压管材及其制备方法

技术领域

本申请涉及聚四氟乙烯

技术领域

,更具体地说,它涉及一种改性聚四氟乙烯模压管材及其制备方法。

背景技术

聚四氟乙烯是一种白色柔软结晶状聚合物,作为塑料材料,是世界最耐腐蚀的材料之一,其密度较大,且具有良好的不粘性和极其出众的介电性能和电绝缘性以及优异的抗老化性。因此在国民经济中作为新型材料占有极其重要的地位,且被广泛应用于各个领域,其中以聚四氟乙烯模压管材为例。

相关技术中的聚四氟乙烯模压管材是以聚四氟乙烯为主要原材料压制烧结而成的,其制备工艺简单,能满足基本的使用标准,其管材具有良好的耐腐蚀性和介电性能。但采用该制备工艺制得的管材其抗拉伸性能和力学性能普遍较差,在应用于某些恶劣环境时,极易因管材的形变导致工作性能降低或无法使用。

因此,为使得管材不易因外力或其他条件发生形变,继而满足更多领域及环境下的应用,本申请提供一种拉伸强度和力学性能较优的改性聚四氟乙烯模压管材。

发明内容

为保障模压管材的拉伸强度和力学性能,本申请提供一种改性聚四氟乙烯模压管材及其制备方法。

第一方面,本申请提供一种改性聚四氟乙烯模压管材,采用如下的技术方案:

一种改性聚四氟乙烯模压管材,包括如下重量份数的组分:

纤维填料15-30份;

增韧剂10-15份;

抗氧剂0.5-1.5份;

改性聚四氟乙烯150-200份;

所述改性聚四氟乙烯的制备步骤如下:

a、预处理:将聚四氟乙烯与电极接通,电极的电压为1200-1500V,通入电流为0.1-0.2A,向聚四氟乙烯内通入氢气和氮气,并加压至20-30Mpa,处理60-90s,制得氨基化聚四氟乙烯;

b、改性处理:将氨基化聚四氟乙烯与混合树脂和改性填料在60-90℃条件下混合1.5-2h后,超声清洗,制得改性聚四氟乙烯;

所述混合树脂由丙烯酸树脂、聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂和醇酸树脂组成。

通过采用上述技术方案,聚四氟乙烯在经预处理时,其经电离后会产生大量的结合自由基,该结合自由基可能会与氢气、氮气及所合成氨气中的一种或多种反应,并在聚四氟乙烯上形成交联网状结构,该交联网状结构彼此堆叠,使得氨基可以充分接枝到聚四氟乙烯上,且具有较强的结合力和树脂亲和性,继而其与丙烯酸树脂、聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂和醇酸树脂进一步混合时,可彼此交联填充构成致密的复合结构,配合改性填料的使用,进一步保障了改性聚四氟乙烯模压管材的拉伸强度和力学性能。

优选的,所述混合树脂由丙烯酸树脂、聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂和醇酸树脂按重量比1:(0.3-0.5):(0.2-0.3)组成。

通过采用上述技术方案,上述配比的丙烯酸树脂、聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂和醇酸树脂,其与氨基化聚四氟乙烯的结合填充效果较好,丙烯酸树脂与聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂在混合过程中,其上的官能团易与氨基结合,相互交联的同时,可与氨基化聚四氟乙烯表面的交联网状结构进一步交联填充,继而形成结构更为复杂致密的复合网状结构层,其中醇酸树脂能起到润滑和分散作用的同时,且本身也可作为填充组分,继而保障了改性聚四氟乙烯模压管材的拉伸强度和力学性能。

优选的,a中氢气和氨气按体积比1:(1-3)通入,通气流量为1-2L/min。

通过采用上述技术方案,上述流量和比例下的氢气和氨气,其在预处理过程中,与聚四氟乙烯上结合自由基的结合更为高效稳定,所交联形成的网状结构最为致密复杂的同时,与混合树脂的结合填充效果较好,继而保障了改性聚四氟乙烯模压管材的拉伸强度和力学性能。

优选的,b中氨基化聚四氟乙烯与混合树脂和改性填料按重量比1:(0.5-0.8):(0.3-0.5)混合。

通过采用上述技术方案,上述配比的氨基化聚四氟乙烯与混合树脂和改性填料,其在加热条件下的交联填充效果最好,可彼此交联填充构成致密的复合网状结构层,复合网状结构层彼此堆叠粘附,赋予了改性聚四氟乙烯模压管材优良的拉伸强度和力学性能。

优选的,所述改性填料由纳米二氧化硅微粉和石墨烯按重量比1:(0.3-0.5)组成。

通过采用上述技术方案,上述配比的纳米二氧化硅微粉和石墨烯,其复配作用较好,可与氨基化聚四氟乙烯和混合树脂交联形成的复合网状结构层充分结合填充,通过填料本身的特性,赋予了改性聚四氟乙烯模压管材较为优良的拉伸强度和力学性能。

优选的,所述b中还加入有2-3份的偶联剂,所述偶联剂由聚二甲基硅氧烷和单烷氧基钛酸酯中的一种或两种组成。

通过采用上述技术方案,偶联剂上含有多组结合官能团,其能够分别与复合网状结构层和改性填料结合,并在无机物与有机物间形成多组致密的分子桥,分子桥相互配合构成能够传递应力的界面层,从而显著改善了无机物与有机物间的界面作用,增强了改性填料与复合网状结构层之间粘合强度的同时,保障了改性聚四氟乙烯模压管材较为优良的拉伸强度和力学性能。

优选的,所述增韧剂由甲基丙烯酸甲酯和邻苯二甲酸酯按重量比1:(0.8-1.2)组成。

通过采用上述技术方案,上述配比增韧剂中含有较多能与树脂结合的活性基团,固化后不完全相容,连续贯穿于网状结构层之间,并相互交联填充构成半互穿网络型聚合物,继而保障了改性聚四氟乙烯模压管材较为优良的拉伸强度和韧性。

优选的,所述抗氧剂由苯甲酸钠和亚磷酸酯按重量比1:(2-3)组成。

通过采用上述技术方案,上述配比的抗氧剂在少量添加时,体系的热稳定性较强,且能够通过清除游离自由基或抑制自由基的结合能力,延缓或抑制聚合物氧化过程的进行,且两者复配使用时,具有较好的抗氧化效果,继而赋予了改性聚四氟乙烯模压管材较为优良的抗氧化性和防老性。

第二方面,本申请提供一种改性聚四氟乙烯模压管材的制备方法,采用如下的技术方案:

一种改性聚四氟乙烯模压管材的制备方法,包括以下步骤:

S1、加料:将改性聚四氟乙烯研磨粉碎后,与纤维填料、增韧剂和抗氧剂按对应重量份数混合加热,制得混合粉料;

S2、压制烧结:先将混合粉料加入至模具中,再经施压、排气、保压处理后,加热烧结,制得烧结料;

S3、冷却:将烧结料冷却至室温后,自模具中取出,即可制得改性聚四氟乙烯模压管材。

通过采用上述技术方案,上述制备方法较为简易,且各项参数条件易于控制,因此可适用于产业化生产,并大批量制得具有优良拉伸强度和力学性能的改性聚四氟乙烯模压管材。

优选的,S1中改性聚四氟乙烯在经研磨粉碎后,其粒径包括0-50μm、50-300μm以及300-500μm,按重量比1:(2-3):(5-10)混合。

通过采用上述技术方案,上述粒径及配比的改性聚四氟乙烯其在压制烧结的过程中,所形成的结构最为致密,继而保障了改性聚四氟乙烯模压管材的拉伸强度和力学性能。

综上所述,本申请具有以下有益效果:

1、本申请通过预处理工艺,在聚四氟乙烯上形成了氨基化的交联网状结构,配合混合树脂与改性填料的使用,彼此交联构成了致密的复合网状结构层,继而赋予了改性聚四氟乙烯模压管材较为优异的拉伸强度和力学性能;

2、本申请通过增韧剂的添加,在复合网状结构层之间连续贯穿形成有线性结构,该该线性结构与复合网状结构层相互交联填充构成半互穿网络型聚合物,继而保障了改性聚四氟乙烯模压管材的拉伸强度和韧性;

3、本申请中的制备步骤较为简易的同时,各项参数条件易于控制和达到,因而有利于大批量产业化生产,且所制得改性聚四氟乙烯模压管材性能均一,均具有优异的拉伸强度和力学性能。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

本申请的各实施例中所用的原料,除下述特殊说明之外,其他均为市售:

聚四氟乙烯,CAS RN 9002-84-0,采购自山东穗华生物科技有限公司;

碳纤维,含碳量(%)≥95,密度1.75g/cm,采购自东莞市上油防静电塑胶科技有限公司;

丙烯酸树脂,CAS 9003-01-4,采购自河南巴福斯化工产品有限公司;

聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂,型号120017,采购自东莞市塑泰塑胶原料有限公司;

醇酸树脂,CAS 63148-69-6,采购自济南汇锦川商贸有限公司;

纳米二氧化硅微粉,1000目,采购自河北赛纳得纳米材料科技有限公司;

石墨烯,牌号298,采购自青岛晨阳石墨有限公司;

聚二甲基硅氧烷,CAS 9006-65-9,采购自济南蓝爵商贸有限公司;

单烷氧基钛酸酯,货号G-132,采购自南京全希化工有限公司;

甲基丙烯酸甲酯,CAS 136-61-21,采购自山东初鑫化工有限公司;

邻苯二甲酸酯,CAS 131-11-3,采购自山东力昂新材料科技有限公司;

苯甲酸钠,CAS 532-32-1,采购自济南汇锦川商贸有限公司;

亚磷酸酯,型号LA-5S,采购自山东力昂新材料科技有限公司。

制备例

制备例1

一种改性聚四氟乙烯,其制备步骤如下:

a、预处理:称取聚四氟乙烯并将其与电极接通,电极的电压为1200V,通入电流为0.1A,向聚四氟乙烯内按体积比1:0.5通入氢气和氮气,通气流量为0.5L/min,并加压至20Mpa,处理60s,制得氨基化聚四氟乙烯;

b、改性处理:将氨基化聚四氟乙烯与混合树脂和改性填料按重量比1:0.3:0.2混合,在60℃条件下以200r/min的转速搅拌1.5h后,超声波清洗5min,制得改性聚四氟乙烯;

混合树脂由丙烯酸树脂、聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂和醇酸树脂按重量比1:0.2:0.1组成;

改性填料为纳米二氧化硅微粉。

制备例2

一种改性聚四氟乙烯,与制备例1的区别之处在于,具体制备步骤如下:

a、预处理:将聚四氟乙烯与电极接通,电极的电压为1350V,通入电流为0.15A,,向聚四氟乙烯内按体积比1:0.5通入氢气和氮气,通气流量为0.5L/min,并加压至25Mpa,处理75s,制得氨基化聚四氟乙烯;

b、改性处理:将氨基化聚四氟乙烯与混合树脂和改性填料按重量比1:0.3:0.2混合,在75℃条件下以200r/min的转速搅拌1.75h后,超声波清洗5min,制得改性聚四氟乙烯。

制备例3

一种改性聚四氟乙烯,与制备例1的区别之处在于,具体制备步骤如下:

a、预处理:将聚四氟乙烯与电极接通,电极的电压为1500V,通入电流为0.2A,向聚四氟乙烯内按体积比1:0.5通入氢气和氮气,通气流量为0.5L/min,并加压至30Mpa,处理90s,制得氨基化聚四氟乙烯;

b、改性处理:将氨基化聚四氟乙烯与混合树脂和改性填料按重量比1:0.3:0.2混合,在90℃条件下以200r/min的转速搅拌2h后,超声波清洗5min,制得改性聚四氟乙烯。

制备例4

一种改性聚四氟乙烯,与制备例1的区别之处在于,b中混合树脂由丙烯酸树脂、聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂和醇酸树脂按重量比1:0.3:0.2组成。

制备例5

一种改性聚四氟乙烯,与制备例1的区别之处在于,b中混合树脂由丙烯酸树脂、聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂和醇酸树脂按重量比1:0.4:0.25组成。

制备例6

一种改性聚四氟乙烯,与制备例1的区别之处在于,b中混合树脂由丙烯酸树脂、聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂和醇酸树脂按重量比1:0.5:0.3组成。

制备例7

一种改性聚四氟乙烯,与制备例1的区别之处在于,b中混合树脂由丙烯酸树脂、聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂和醇酸树脂按重量比1:0.6:0.4组成。

制备例8

一种改性聚四氟乙烯,与制备例1的区别之处在于,a中氢气和氨气按体积比1:1通入,通气流量为1L/min。

制备例9

一种改性聚四氟乙烯,与制备例1的区别之处在于,a中氢气和氨气按体积比1:2通入,通气流量为1.5L/min。

制备例10

一种改性聚四氟乙烯,与制备例1的区别之处在于,a中氢气和氨气按体积比1:3通入,通气流量为2L/min。

制备例11

一种改性聚四氟乙烯,与制备例1的区别之处在于,a中氢气和氨气按体积比1:4通入,通气流量为3L/min。

制备例12

一种改性聚四氟乙烯,与制备例1的区别之处在于,b中氨基化聚四氟乙烯与混合树脂和改性填料按重量比1:0.5:0.3混合。

制备例13

一种改性聚四氟乙烯,与制备例1的区别之处在于,b中氨基化聚四氟乙烯与混合树脂和改性填料按重量比1:0.65:0.4混合。

制备例14

一种改性聚四氟乙烯,与制备例1的区别之处在于,b中氨基化聚四氟乙烯与混合树脂和改性填料按重量比1:0.8:0.5混合。

制备例15

一种改性聚四氟乙烯,与制备例1的区别之处在于,b中氨基化聚四氟乙烯与混合树脂和改性填料按重量比1:1:0.6混合。

制备例16

一种改性聚四氟乙烯,与制备例1的区别之处在于,b中改性填料由纳米二氧化硅微粉和石墨烯按重量比1:0.2组成。

制备例17

一种改性聚四氟乙烯,与制备例1的区别之处在于,b中改性填料由纳米二氧化硅微粉和石墨烯按重量比1:0.3组成。

制备例18

一种改性聚四氟乙烯,与制备例1的区别之处在于,b中改性填料由纳米二氧化硅微粉和石墨烯按重量比1:0.4组成。

制备例19

一种改性聚四氟乙烯,与制备例1的区别之处在于,b中改性填料由纳米二氧化硅微粉和石墨烯按重量比1:0.5组成。

制备例20

一种改性聚四氟乙烯,与制备例1的区别之处在于,b中改性填料由纳米二氧化硅微粉和石墨烯按重量比1:0.6组成。

制备例21

一种改性聚四氟乙烯,与制备例1的区别之处在于,b中还加入有2kg的偶联剂,偶联剂为聚二甲基硅氧烷。

制备例22

一种改性聚四氟乙烯,与制备例1的区别之处在于,b中还加入有2kg的偶联剂,偶联剂为单烷氧基钛酸酯。

制备例23

一种改性聚四氟乙烯,与制备例1的区别之处在于,b中还加入有2kg的偶联剂,偶联剂由聚二甲基硅氧烷和单烷氧基钛酸酯按重量比1:1组成。

制备例24

一种改性聚四氟乙烯,与制备例1的区别之处在于,b中还加入有2.5kg的偶联剂,偶联剂由聚二甲基硅氧烷和单烷氧基钛酸酯按重量比1:1组成。

制备例25

一种改性聚四氟乙烯,与制备例1的区别之处在于,b中还加入有3kg的偶联剂,偶联剂由聚二甲基硅氧烷和单烷氧基钛酸酯按重量比1:1组成。

实施例

实施例1

一种改性聚四氟乙烯模压管材,各组分及其相应的重量如表1所示,并通过如下步骤制备获得:

S1、加料:将相应重量的改性聚四氟乙烯研磨,过500μm筛后,与纤维填料、增韧剂和抗氧剂按对应重量加热至200℃,以200r/min混合30min,制得混合粉料;

纤维填料为碳纤维;

S2、压制烧结:先将混合粉料加入至模具中,再施加20Mpa压强,并排气3次,控制压强35Mpa保压处理60min后,加热至300℃,烧结12h,再升温至360℃,烧结36h,制得烧结料;

S3、冷却:将烧结料冷却至室温后,自模具中取出,即可制得改性聚四氟乙烯模压管材;增韧剂为甲基丙烯酸甲酯;

抗氧剂为苯甲酸钠。

实施例2-6

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,各组分及其相应的重量如表1所示。

表1实施例1-6中各组分及其重量(kg)

实施例7

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,S1中改性聚四氟乙烯在经研磨粉碎后,其粒径包括0-50μm、50-300μm以及300-500μm,按重量比1:1:3混合。

实施例8

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,S1中改性聚四氟乙烯在经研磨粉碎后,其粒径包括0-50μm、50-300μm以及300-500μm,按重量比1:2:5混合。

实施例9

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,S1中改性聚四氟乙烯在经研磨粉碎后,其粒径包括0-50μm、50-300μm以及300-500μm,按重量比1:2.5:7.5混合。

实施例10

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,S1中改性聚四氟乙烯在经研磨粉碎后,其粒径包括0-50μm、50-300μm以及300-500μm,按重量比1:3:10混合。

实施例11

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,S1中改性聚四氟乙烯在经研磨粉碎后,其粒径包括0-50μm、50-300μm以及300-500μm,按重量比1:4:12混合。

实施例12-35

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,所用改性聚四氟乙烯的使用情况不同,具体对应关系如表2所示。

表2实施例12-35中改性聚四氟乙烯使用情况对照表

实施例36

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,增韧剂为邻苯二甲酸酯。

实施例37

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,增韧剂由甲基丙烯酸甲酯和邻苯二甲酸酯按重量比1:0.6组成。

实施例38

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,增韧剂由甲基丙烯酸甲酯和邻苯二甲酸酯按重量比1:0.8组成。

实施例39

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,增韧剂由甲基丙烯酸甲酯和邻苯二甲酸酯按重量比1:1组成。

实施例40

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,增韧剂由甲基丙烯酸甲酯和邻苯二甲酸酯按重量比1:1.2组成。

实施例41

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,增韧剂由甲基丙烯酸甲酯和邻苯二甲酸酯按重量比1:1.4组成。

实施例42

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,抗氧剂为亚磷酸酯。

实施例43

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,抗氧剂由苯甲酸钠和亚磷酸酯按重量比1:1组成。

实施例44

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,抗氧剂由苯甲酸钠和亚磷酸酯按重量比1:2组成。

实施例45

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,抗氧剂由苯甲酸钠和亚磷酸酯按重量比1:2.5组成。

实施例46

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,抗氧剂由苯甲酸钠和亚磷酸酯按重量比1:3组成。

实施例47

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,抗氧剂由苯甲酸钠和亚磷酸酯按重量比1:4组成。

对比例

对比例1

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,聚四氟乙烯没有进行改性处理。

对比例2

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,将聚四氟乙烯与电极接通,电极的电压为1000V,通入电流为0.05A,向聚四氟乙烯内通入氢气和氮气,并加压至10Mpa,处理30s,制得氨基化聚四氟乙烯;

b、改性处理:将氨基化聚四氟乙烯与混合树脂和改性填料在30℃条件下混合0.5h后,超声清洗,制得改性聚四氟乙烯。

对比例3

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,将聚四氟乙烯与电极接通,电极的电压为1700V,通入电流为0.3A,向聚四氟乙烯内通入氢气和氮气,并加压至40Mpa,处理120s,制得氨基化聚四氟乙烯;

b、改性处理:将氨基化聚四氟乙烯与混合树脂和改性填料在120℃条件下混合3h后,超声清洗,制得改性聚四氟乙烯。

对比例4

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,混合树脂中不含丙烯酸树脂。

对比例5

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,混合树脂中不含聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂。

对比例6

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,混合树脂中不含醇酸树脂。

对比例7

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,混合树脂中不含丙烯酸树脂和聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂。

对比例8

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,混合树脂中不含丙烯酸树脂和醇酸树脂。

对比例9

一种改性聚四氟乙烯模压管材,与实施例1的不同之处在于,混合树脂中不含聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂和醇酸树脂。

性能检测试验

分别选取实施例1-47和对比例1-9中制得的改性聚四氟乙烯模压管材作为测试对象,测试其拉伸断裂前所承受的最大应力,记为拉伸强度,各组拉伸强度记入表3。

测试断裂时标距范围内所产生的相对伸长率,记为断裂伸长率,各组断裂伸长率记入表3。

具体检测步骤和检测标准参照GB/T 1447-2005《纤维增强塑料拉伸性能试验方法》和GB/T 1039-1992《塑料力学性能试验方法总则》。

表3拉伸性能测试结果

结合实施例1-6、对比例1并结合表3可以看出,实施例1-6的拉伸强度均高于43Mpa,其断裂伸长率均高于320%。

实施例3为最优实施例,其拉伸强度可达48.2Mpa,断裂伸长率为362%,可见该组分配比下制得的改性聚四氟乙烯管材,其拉伸强度和力学性能均较强,且不易发生形变和断裂,满足了该管材在更多领域及环境下的应用。

对比例1中由于未采用改性聚四氟乙烯,其拉伸强度仅为23.3Mpa,断裂伸长率为212%。

综上所述,改性聚四氟乙烯的加入,加强了各组分间的连接强度,各组分间彼此交联,并填充构成的复合网状结构层最为致密,继而保障了改性聚四氟乙烯模压管材的拉伸强度和断裂伸长率。

结合实施例1、实施例7-11并结合表3可以看出,实施例7-11的拉伸强度均高于44Mpa,其断裂伸长率均高于330%。

实施例9为最优实施例,其拉伸强度可达45.1Mpa,断裂伸长率为338%,可见该粒径配比条件下制得的改性聚四氟乙烯管材,其拉伸强度和力学性能均最强。

综上所述,该粒径配比下制得的聚四氟乙烯管材,其拉伸强度和力学性能的提升较为显著。

结合实施例1、实施例12-13、对比例2-3并结合表3可以看出,实施例12-13的拉伸强度均高于45Mpa,其断裂伸长率均高于335%。

实施例12为最优实施例,其拉伸强度可达46.0Mpa,断裂伸长率为345%,可见制备例2中工艺为最优工艺,该参数条件下制得的改性聚四氟乙烯管材,其拉伸强度和力学性能均较强,可满足管材在更多领域及环境下的应用。

采用对比例2-3中工艺条件制备得到的改性聚四氟乙烯管材,其拉伸强度和力学性能的提升均较小,其拉伸强度低于39.0Mpa,断裂伸长率低于290%。

综上所述,该工艺条件下,聚四氟乙烯的改性效果最好,其对聚四氟乙烯模压管材的拉伸强度和力学性能的提升较为显著。

结合实施例1、实施例14-17、对比例4-9并结合表3可以看出,实施例14-17的拉伸强度均高于45Mpa,其断裂伸长率均高于340%。

实施例15为最优实施例,其拉伸强度可达47.8Mpa,断裂伸长率为359%。可见制备例5中混合树脂配比为最优配比,且三种组分同时使用时,具有协同效果,所形成的复合网状结构层最为致密复杂,对改性聚四氟乙烯管材拉伸强度和力学性能的提升较为显著。

对比例4-9中制得的混合树脂,由于未同时采用三种组分,改性效果较差,对改性聚四氟乙烯模压管材拉伸强度和力学性能的提升较小,其拉伸强度均低于37.5Mpa,断裂伸长率均低于280%。

结合实施例1、实施例18-21并结合表3可以看出,实施例18-21的拉伸强度均高于44Mpa,其断裂伸长率均高于330%。

实施例19为最优实施例,其拉伸强度可达45.2Mpa,断裂伸长率为339%,可见制备例9中通气流量和体积比条件为最优条件。

综上所述,当通气流量为1.5L/min,a中氢气和氨气按体积比1:2通入时,其预处理效果最好,聚四氟乙烯上自由基的结合力更强,所交联形成的网状结构最为致密复杂,继而显著提升了改性聚四氟乙烯模压管材的拉伸强度和断裂延伸率。

结合实施例1、实施例22-25并结合表3可以看出,实施例22-25的拉伸强度均高于45Mpa,其断裂伸长率均高于330%。

实施例23为最优实施例,其拉伸强度可达46.6Mpa,断裂伸长率为350%,可见制备例13中各组分配比为最优条件。

综上所述,当b中氨基化聚四氟乙烯与混合树脂和改性填料按重量比1:0.65:0.4混合时,氨基化聚四氟乙烯与混合树脂和改性填料的交联填充效果最好,所交联形成的网状结构最为致密复杂,且通过彼此交联堆叠,赋予了改性聚四氟乙烯模压管材优异的拉伸强度和断裂延伸率。

结合实施例1、实施例26-30并结合表3可以看出,实施例26-30的拉伸强度均高于44Mpa,其断裂伸长率均高于330%。

实施例28为最优实施例,其拉伸强度可达46.5Mpa,断裂伸长率为349%,可见制备例18中填料配比为最优条件。

综上所述,当b中改性填料由纳米二氧化硅微粉和石墨烯按重量比1:0.4混合时,其复配填充效果较好,可与氨基化聚四氟乙烯和混合树脂充分交联结合,继而赋予了改性聚四氟乙烯模压管材较为优良的拉伸强度和力学性能。

结合实施例1、实施例31-35并结合表3可以看出,实施例31-35的拉伸强度均高于45Mpa,其断裂伸长率均高于340%。

实施例34为最优实施例,其拉伸强度可达49.0Mpa,断裂伸长率为368%,可见制备例24中偶联剂配比为最优配比。

综上所述,当b中偶联剂为2.5kg,且由聚二甲基硅氧烷和单烷氧基钛酸酯按重量比1:1组成时,其在无机物与有机物间形成的分子桥最为致密,继而显著改善了无机物与有机物间的界面作用,改性填料与复合网状结构层之间粘合强度更强的同时,赋予了改性聚四氟乙烯模压管材较为优良的拉伸强度和力学性能。

结合实施例1、实施例36-41并结合表3可以看出,实施例37-41在同时使用两种组分后,其拉伸强度均高于46Mpa,断裂伸长率均高于350%。

实施例39为最优实施例,其拉伸强度可达48.5Mpa,断裂伸长率为364%,可见该增韧剂配比为最优配比。

综上所述,当增韧剂由甲基丙烯酸甲酯和邻苯二甲酸酯按重量比1:1组成时,其与网状结构层的交联结合最为致密,可连续贯穿于网状结构层之间,构成半互穿网络型聚合物,继而显著提升了改性聚四氟乙烯模压管材的拉伸强度和韧性。

结合实施例1、实施例42-47并结合表3可以看出,实施例43-47在同时使用两种组分后,其拉伸强度均高于44Mpa,断裂伸长率均高于330%。

实施例45为最优实施例,其拉伸强度可达44.3Mpa,断裂伸长率为332%,可见该抗氧剂配比为最优配比。

综上所述,当抗氧剂由苯甲酸钠和亚磷酸酯按重量比1:2.5组成时,其在赋予聚四氟乙烯模压管材抗氧化性和防老性的同时,可在一定程度上提高其拉伸强度和力学性能。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

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